Фізико-технічні основи отримання та управління формуванням властивостей інструментальних полікристалічних надтвердих матеріалів з вюрцитного нітриду бора - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА ім.Робота виконана в Інституті проблем матеріалознавства ім. Науковий консультант: член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор Курдюмов Олександр Вячеславович, Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, завідувач відділу структурних досліджень керамічних та надтвердих матеріалів Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Беженар Микола Павлович, Інститут надтвердих матеріалів ім. Бакуля НАН України, провідний науковий співробітник відділу технології синтезу і спікання надтвердих матеріалів при високих статичних тисках доктор технічних наук, професор Грабченко Анатолій Іванович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, завідувач кафедри “Різання матеріалів і ріжучі інструменти” доктор технічних наук, старший науковий співробітник, Маслюк Віталій Арсенійович, Інститут проблем матеріалознавства ім.Францевича НАН України комплексні дослідження з питань отримання інструментальних матеріалів з вюрцитного нітриду бора та можливості управління процесами формування їх фізико-механічних властивостей виконувались згідно Державних науково-технічних програм 0.16.08 (Постанова Держплану СРСР та ДК НТ СРСР №472/ 248 від 12.12.80р.) та 5.2.6 “Виробництво інструментальних матеріалів, виготовлених на їх основі інструментів і оснастки для машинобудування України” (Постанова №5 КНТП України від 28.02.92 р.) в межах наступних тем та проектів: тема 016.08.01.04 “Розробити та впровадити технологічний процес виготовлення крупних та багатогранних двошарових пластин з робочим шаром з НТМ на основі вюрцитоподібного нітриду бора” (№ДР 81081157), темі 1.3.2.1 “Розробка фізичних основ управління комплексом механічних та експлуатаційних властивостей полікристалічних матеріалів” за Постановою Президії АН УРСР №474 від 27.12.85р. Механізм фазового переходу BNB®BNСФ визначається структурним станом та характером обємно-напруженого стану часток порошку BNB, який залежить від умов їх спікання при навантаженні в апараті високого тиску і впливає на кінцеву структуру та характеристики ПНТМ: при наявності напружень зсуву, обумовлених негідростатичністю стиску часток порошку BNB із-за присутності крупних часток наповнювача відбувається зсув без повного одномірного розупорядкування структури вюрциту і процес перетворення BNB®BNСФ протікає кристалоорієнтовано шляхом утворення політипних дефектів пакування в базисних шарах ґратки; Попередня деформаційна обробка порошків BNB в умовах напружень зсуву (прокатка) забезпечує їм підвищену активність при гарячому пресуванні в умовах високих статичних тисків, яка полягає в зниженні температурного порогу фазового переходу BNB®BNСФ на 100-200 градусів в залежності від величини напружень в зоні деформації. Присутність у вихідних порошках BNB домішок на основі нітриду кремнію сприяє підвищенню механічних характеристик композиційного матеріалу, обумовленого розчинністю Si3N4 в сфалеритному нітриді бора та утворенням твердого розчину заміщення Si в гратці BNСФ, що приводить до зміцнення границь зерен в полікристалічних матеріалах. Матеріали, основні положення та результати дисертаційної роботи доповідались і надруковані в збірках докладів і матеріалів 19 Міжнародних, всесоюзних, республіканських конференцій, симпозіумів, семінарів та нарад: Міжнародній конференції "Надтверді інструментальні матеріали на рубежі тисячоліть: одержання, властивості, застосування (СТИМ-2001)" (4-6 липня 2001 р., Київ), Міжнародних науково-технічних конференціях "Interpartner-99" (1999 р., Алушта) і "Interpartner-2001" (2001р., Алушта), IV Міжнародній науково-методичній конференції "Інтеграція освіти, науки і виробництва" (24-27 травня 2000р., Луцьк), Міжнародних науково-технічних конференціях "Процеси абразивної обробки, абразивні інструменти і матеріали" (1998р., 1999р., 2000р., 2001р., м.В результаті виконання досліджень закономірностей фазових і структурних перетворень у вюрцитному нітриді бора при холодному деформуванні з наявністю напружень зсуву і при наступному гарячому пресуванні в умовах високих тисків без чи в присутності добавок, істотно доповнені фундаментальні знання природи фазових перетворень BNB та вирішено науково-практичну проблему одержання широкого спектру полікристалічних надтвердих матеріалів інструментального призначення на основі щільних модифікацій нітриду бора і керування формуванням їх властивостей. Наявність напружень зсуву в зоні деформацій при прокатці порошків вюрцитного нітриду бора сприяє кількісній зміні його фазового складу, що має місце при тиску в зоні деформації р = 1,4 ГПА. BNГ знаходиться на поверхні тріщин, які виникли в процесі деформування часток, причому, такі частки характеризуються сильною зміною форми розвиненої поверхні.